Nghiên cứu sự tạo phức của Niken(II) với 1 (2 PYRIDYLAZO) 2 NAPHTHOL bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
---------

NGUYỄN THỊ MỸ TÂM

NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA NIKEN(II)
VỚI 1-(2- PYRIDYLAZO)-2-NAPHTHOL
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số: 60 44 01 13

Demo
Version
- Select.Pdf
SDKSĨ HÓA HỌC
TÓM
TẮT LUẬN
VĂN THẠC

Huế, năm 2014

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
---------

NGUYỄN THỊ MỸ TÂM

NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA NIKEN(II)
VỚI 1-(2- PYRIDYLAZO)-2-NAPHTHOL BẰNG
PHƯƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ

Demo Version
- Select.Pdf
SDK
Chuyên
ngành: Hóa
vô cơ
Mã số: 60 44 01 13

Người hướng dẫn khoa học:

PGS. TS. Ngô Văn Tứ
PGS. TS. Dương Tuấn Quang

HUẾ, năm 2014

2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận
văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và
chưa được công bố trong bất kì công trình nào khác.

Đồng Nai, tháng 05 năm 2014.
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Mỹ Tâm
Demo Version - Select.Pdf SDK

3


LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại phòng thí nghiệ m Hóa phân tích
Khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế.
Chúng tôi xin chân thành biết ơn
PGS.TS. NGÔ VĂN TỨ
PGS.TS DƯƠNG TUẤN QUANG
đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi trong suốt
quá trình thực hiện để hoàn thành luận văn.
Chúng tôi ghi nhớ và cảm ơn sâu sắc về sự nhiệt tình của quý
thầy cô giáo
và cán
bộ nhân
viên KhoaSDK
Hóa học - Trường Đại học Sư
Demo
Version
- Select.Pdf
phạm - Đại học Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho việc nghiên
cứu và đóng góp ý kiến quí báu cho bản luận văn này.
Chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với quí thầy
cô đã đọc và cho những nhận xét, đánh giá về bản luận văn. Cảm ơn
các bạn đồng nghiệp, gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh giúp đỡ,

động viên chúng tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này.

4


MỤC LỤC
Nội dung

Trang

MỤC LỤC .................................................................................................... 1
Nội dung ........................................................................................................ 5
Trang............................................................................................................. 5
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT .............................................................................. 8
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................ 9
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................... 10
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ..................................................................................... 11
PHẦN 2. NỘI DUNG ................................................................................. 13
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................... 13
1.1. Tổng quan về niken ............................................................................. 13
1.1.1. Đặc trưng nguyên tố niken. [2], [11], [32] ........................................ 13
1.1.2. Tính chất vật lí niken. [2], [10], [11], [12], [27], [32] ....................... 13
1.1.3. Tính chất hoá học của niken ............................................................. 14
1.1.4. Một số hợp chất quan trọng của Ni (II). [2], [10], [11], [12], [27] .... 14
1.1.5. Khả năng tạo phức của Ni(II). [3], [10], [12], [24], [27] ................... 16
1.1.6. Trạng thái tự nhiên và ứng dụng của Ni (II). .................................... 17
1.1.7. Các phương pháp định lượng niken. [5], [9], [12], [15] .................... 17
Demo Version - Select.Pdf SDK
1.2. Tìm hiểu một số thuốc thử hữu cơ tạo phức với niken được ứng dụng
vào lĩnh vực xác định lượng nhỏ niken. .................................................... 21

1.2.1. Một số đặc tính cơ bản của thuốc thử hữu cơ. [4] ............................. 21
1.2.2. Ưu điểm của thuốc thử hữu cơ so với thuốc thử vô cơ. [4] ............... 22
1.2.3. Khả năng thuốc thử hữu cơ PAR tạo phức với niken ........................ 22
1.3. Tìm hiểu về thuốc thử hữu cơ 1-(2- Pyridylazo)-2-naphthol tạo phức
với các ion kim loại đã được nghiên cứu và etanol. .................................. 23
1.3.1. Cấu tạo [14], [15] ............................................................................. 24
1.3.2. Tính chất vật lý [8] ........................................................................... 24
1.3.3. Tính axit, bazơ của thuốc thử PAN [4], [8], [14], [15]...................... 24
1.3.4. Khả năng tạo phức của thuốc thử PAN [4], [14], [15] ...................... 25
1.3.5. Các tính chất của một số phức kim loại – PAN. [4], [14], [15] ......... 25
1.3.6. Etanol [4], [21] ................................................................................. 27
5


CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KĨ THUẬT THỰC
NGHIỆM .................................................................................................... 28
2.1. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 28
2.1.1. Phương pháp tỉ số mol [5], [9], [12], [14], [15], [17] ........................ 28
2.1.2. Phương pháp hệ đồng phân tử gam [5], [9], [12], [14], [15], [17] ..... 29
2.1.3. Phương pháp Staric- Bacbemen [5], [9], [12], [14], [15], [17] .......... 30
2.1.4. Phương pháp Cama xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức. [5], [9],
[12], [14], [15], [17] ..................................................................................... 31
2.1.5. Cơ chế tạo phức giữa thuốc thử hữu cơ với ion kim loại. [5], [9], [12],
[14], [15], [17]. ............................................................................................. 33
2.2. Kĩ thuật thực nghiệm .......................................................................... 35
2.2.1. Hóa chất ........................................................................................... 36
2.2.2. Cách tiến hành thí nghiệm ................................................................ 36
2.3. Dụng cụ và máy móc ........................................................................... 37
2.3.1. Dụng cụ ........................................................................................... 37
2.3.2. Máy móc .......................................................................................... 37

Version
- Select.Pdf
SDK
CHƯƠNG Demo
III. KẾT
QUẢ NGHIÊN
CỨU
VÀ THẢO LUẬN ................ 38
3.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu ............................................................. 38
3.1.1. Khảo sát phổ hấp thụ của thuốc thử và phức .................................... 38
3.1.2. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức theo thời gian ........................ 40
3.1.3. Khảo sát tỉ lệ ancol-nước. ................................................................. 41
3.1.4. Sự phụ thuộc mật độ quang vào pH của dung dịch phức .................. 42
3.2. Xác định thành phần phức Ni2+- PAN .............................................. 42
3.2.1. Phương pháp hệ đồng phân tử gam .................................................. 42
3.2.2. Phương pháp tỉ số mol ..................................................................... 43
3.2.3. Phương pháp Staric- Bacbanen ........................................................ 46
3.3. Nghiên cứu cơ chế phản ứng tạo phức của ion Ni(II) với thuốc thử
hữu cơ 1-(2- Pyridylazo)-2-naphthol . Xác định Kkb, xây dựng phương
trình cơ chế và tiến hành thực nghiệm từ kết quả thu được thảo luận về
cơ chế phản ứng tạo phức, xác định K kb. .................................................. 48
6


3.3.1. Các phương trình tạo phức hydroxo của ion Ni(II) ........................... 48
3.3.2. Các phương trình liên quan đến thuốc thử hữu cơ PAN ................... 49
3.3.3. Phản ứng giữa Ni(II) với PAN ......................................................... 51
3.3.4. Thực nghiệm và kết quả ................................................................... 52
3.3.5. Xác định hằng số Kkb của phức ....................................................... 55

3.4. Xác định hệ số hấp thụ phân tử gam bằng phương pháp Cama. ..... 56
3.5. Những thăm dò bước đầu sử dụng phức tạo thành vào phân tích
lượng nhỏ niken. ......................................................................................... 57
3.5.1. Xác định lượng niken không qua giai đoạn làm giàu ........................ 57
3.5.2. Tìm hiểu các nguyên tố cản thường đi kèm với niken. ..................... 59
3.6. Áp dụng kết quả nghiên cứu xác định niken ở một số nguồn nước
thải điểm trong các khu công nghiệp tỉnh Đồng Nai. ............................... 59
3.6.1. Địa điểm lấy mẫu và xử lý mẫu ....................................................... 60
3.6.2. Phương pháp phân tích và kết quả ................................................... 60
PHẦN 3. KẾT LUẬN ................................................................................. 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 63
Demo Version - Select.Pdf SDK

7


BẢNG CHỮ VIẾT TẮT
T

Tiếng Việt

T
1
2
3

4

5

Pyridylazonaphtol
( tên khác )
Niken
Quang phổ hấp thụ phân tử

Tiếng Anh

Viết tắt

1-(2- Pyridylazo)-2-naphthol

PAN

Nickel
Ultra Violet Visible
Spectrophotometry

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

Atomic Absorption
Spectrometry

Quang phổ phát xạ nguyên tử

Inductively Coupled Plasma

Plasma

Atomic Emission

Ni
UV- Vis

AAS

ICP-AES

Spectroscopy
6

Độ lệch chuẩn tương đối

Relative Standard Deviation

RSD

7

Giới hạn định lượng

Limit of Quantitation

LOQ

8

Giới hạn phát hiện

Limit of Detection

LOD

9

Phần triệu

Parts per million

ppm

10

Demo Version - Select.Pdf SDK
Hệ số hấp thụ phân tử
The Molar Absorption
Coefficient

8

ε


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số

Tên bảng

Trang

1.1

Các vùng tồn tại và các đặc trưng quang học của PAN

20

1.2

Các tính chất của một số phức kim loại – PAN

21

1.3

Thuốc thử PAN phản ứng tạo phức đa-ligan với một số ion kim loại

23

2.1

Bảng xây dựng sự phụ thuộc -lgB = f(pH)

31

3.1

Phổ hấp thụ của thuốc thử PAN và phức PAN- Ni(II)

34

3.2

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào bước sóng

35

3.3

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức theo thời gian

36

3.4

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỉ lệ ancol: nước

37

3.5

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào pH

38

3.6

Kết quả xác định mật độ quang của phức

39

2+

3.7

3.8

Kết quả xác định tỉ lệ PAN: Ni theo phương pháp tỉ số molkhi cố
40

định nồng độ Ni2+ .
Kết quả xác định tỉ lệ PAN: Ni 2+ theo phương pháp tỉ số mol khi cố

41

định nồng độ PAN.

3.9

Version
Select.Pdf
SDK
DãyDemo
1. Sự phụ
thuộc của- mật
độ quang vào
nồng độ của Ni 2+

3.10

Dãy 2. Khi Niken cố định nồng độ 10-5 M.

42
43

3.11

Phần trăm các dạng tồn tại của Ni(II) theo pH

44

3.12

Phần trăm các dạng tồn tại của thuốc thử PAN theo pH

45

3.13

Sự phụ thuộc mật độ quang ∆A vào pH của dung dịch phức

48

3.14

Kết quả thống kê (-lgB)

49

3.15

Kết quả thống kê đồ thị (-lgB) = f(pH)

3.16

Kết quả tính lgKp, lgKp’ và lgβ của phức

3.17

Kết quả xử lí thống kê dung dịch phức bằng phương pháp Camar

3.18

Kết quả sự phụ thuộc mật độ quang ∆A vào nồng độ Ni 2+

3.19

Bảng xử lí thống kê phương trình chuẩn phức Ni 2+ - PAN

3.20

Nồng độ giới hạn các ion gây cản trở cho phép xác định Ni

3.21

Hàm lượng Ni(II) trong 1 lit mẫu nước thải

9

50
52
53

54
55
2+

55
57


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số

Tên hình

Trang

1.1

Mẫu tinh thể niken (a) và niken điện phân (b)

9

2.1

Đồ thị xác định thành phần phức bằng phương pháp tỉ số mol

25

2.2

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc A vào CR/CM hoặc CM/CR

2.3

Các đường cong hiệu suất tương đối xây dựng cho một tổ hợp
bất kì m và n khi CM = const

25
27

3.1

Phổ hấp thụ của thuốc thử PAN và phức PAN- Ni(II).

35

3.2

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức theo thời gian.

36

3.3

Sự phụ thuộc của quá trình tạo phức vào tỉ lệ ancol: nước.

37

3.4

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào pH.

38

3.5

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức theo tỉ lệ CPAN /CNi

3.6

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỉ lệ số mol PAN/

2+

Ni2+.
3.7

Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỉ lệ số mol Ni2+.
/PAN

3.8

39
40

41

Demo Version - Select.Pdf SDK

Dãy 1. Mối liên hệ giữa ΔD/CPAN .10-4 và ΔD/Dgioihan (phụ
thuộc của mật độ quang vào nồng độ của Ni2+)

42

3.10

Dãy 2. Mối liên hệ giữa ΔD/CPAN .10-4 và ΔD/Dgioihan (phụ
thuộc của mật độ quang vào nồng độ của PAN)
Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của Ni(II) theo pH

3.11

Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của thuốc thử PAN theo pH

47

3.12

Sự phụ thuộc mật độ quang ∆A vào pH của dung dịch phức

48

3.13

Sự phụ thuộc –lgB vào pH của phức

49

3.14

Đồ thị sự phụ thuộc ∆A của phức vào

3.9

10

C

Ni 2

43
45

54


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1. Mục đích nghiên cứu
Tìm các điều kiện tối ưu cho phản ứng giữa ion Ni(II) với thuốc thử hữu cơ
1-(2- Pyridylazo)-2-naphthol trong môi trường nước - etanol.
2. Luận điểm cơ bản
Để đạt được mục đích trên việc nghiên cứu sẽ tập trung giải quyết 2 vấn đề cơ bản:
- Nghiên cứu sự tạo phức của ion Ni(II) với thuốc thử hữu cơ 1-(2- Pyridylazo)-2naphthol trong môi trường nước – etanol.
- Nghiên cứu sử dụng phức tạo thành để xác định hàmlượng ở niken một số nguồn
nước thải điểm trong các khu công nghiệp tỉnh Đồng Nai.
3. Những đóng góp của luận văn
Kết quả nghiên cứu sẽ xác định được:
- Tỉ lệ thành phần phức, công thức phân tử của phức tạo thành; hằng số không bền
của phức chất và hệ số hấp thụ phân tử gam của phức
- Sử dụng phức tạo thành đề nghị phương pháp xác định lượng nhỏ niken ở một số
nguồn nước thải điểm trong các khu công nghiệp tỉnh Đồng Nai.

Demo Version - Select.Pdf
* SDK
*

*

Niken là một nguyên tố gắn liền với sự phát triển nhiều ngành khoa học kĩ
thuật: công nghệ mạ điện, sản xuất acqui, linh kiện điện tử, bán dẫn, xúc tác cho
quá trình tổng hợp các chất hữu cơ,… .Phần lớn kĩ thuật hiện đại đều liên quan đến
niken và hợp chất của niken.
- Vì vậy vấn đề xác định lượng nhỏ niken trong mọi đối tượng nghiên cứu vẫn được
sự quan tâm của nhiều ngành khoa học hiện nay.
- Cho đến nay có rất nhiều phương pháp xác định lượng nhỏ niken như: phương
pháp thể tích, phương pháp trọng lượng, các phương pháp quang học, các phương
pháp điện hóa, phương pháp sắc kí và một số phương pháp vật lý khác. Nhưng
phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-VIS vẫn thường được sử dụng nhiều vì xét về
nhiều mặt nó vẫn có nhiều ưu điểm nổi bật, đó là độ lặp lại của phép đo cao, độ

11


chính xác và độ nhạy đạt yêu cầu phân tích lượng nhỏ niken và phù hợp với điều
kiện của các phòng thí nghiệm của nước ta hiện nay.
Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA
NIKEN(II) VỚI 1-(2- PYRIDYLAZO)-2-NAPHTHOL BẰNG PHƯƠNG PHÁP
PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ” nhằm đáp ứng yêu cầu trên.
Trong đề tài này chúng tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau:
- Tìm các điều kiện tối ưu cho phản ứng tạo phức của ion Ni(II) với thuốc thử hữu
cơ 1-(2- Pyridylazo)-2-naphthol trong môi trường nước - etanol.

- Nghiên cứu thành phần, cơ chế phản ứng tạo phức, công thức phức tạo thành, xác
định hằng số không bền, hệ số hấp thụ phân tử của phức.
- Nghiên cứu các điều kiện tối ưu để sử dụng phức tạo thành vào việc xác định
lượng nhỏ niken ở một số nguồn nước thải điểm trong các khu công nghiệp tỉnh
Đồng Nai.
Chúng tôi hi vọng với những kết quả nghiên cứu của mình có thể sử dụng
phù hợp với điều kiện các phòng thí nghiệm của Việt Nam hiện nay trong lĩnh vực
xác định lượng nhỏ niken.

Demo Version - Select.Pdf SDK

12